Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem hlavního města Prahy. Krev 1. část

Vlastnosti krve Krev : = suspenze korpuskulárních složek v krevní plasmě pH = 7,4 ± 0,04 objem krve u dospělého člověka = 7-10% celkové tělesné hmotnosti (= 4-6 litrů krve) neustále se obnovuje (jednotlivé složky krve s různou rychlostí) méně než polovinu objemu krve zaujímají krvinky (= hematokrit – u mužů = 44±5%, u žen = 39±4%) novorozenec – hematokrit o 10% plasma leukocyty, trombocyty erytrocyty Obr. č.1

Funkce krve Transportní funkce Teplo roznáší dýchací plyny (O2, CO2) živiny a ostatní látky vstřebané v zažívacím traktu odpadní produkty Nositel chemické informace transport hormonů a působků Teplo Udržování homeostázy nárazníkové systémy – udržení izohydrie Nespecifická a specifická imunita Stálost objemu krve hemostatické mechanismy

Krevní plasma Organické složky Anorganické složky cukry – rozpuštěné nebo vázané na nosiče tuky – vázané na nosiče bílkoviny = 60-80 g.l-1 albuminy, globuliny (a1, a2, b1, b2, g), fibrinogen Význam: udržení objemu plasmy transportní funkce udržování vody v plasmě nutriční význam obrana organismu proti infekci Anorganické složky Na+, Cl-, K+, Ca2+, Mg2+, HCO3-, anorganický fosfor, železo, jód, měď Význam: osmotický tlak objem pH

Anorganické látky v plasmě látka koncentrace význam sodík 135-145 mmol.l-1 Udržování osmotického tlaku, stálého objemu a pH mimobuněčné tekutiny draslík 3,5-5,1 mmol.l-1 Činnost svalů (zejména srdečního), aktivita enzymů vápník 2,2-2,7 mmol.l-1 Nervosvalová dráždivost, stažlivost srdečního svalu, srážení krve, ovlivňuje propustnost buněčných membrán hořčík cca 1 mmol.l-1 Nervová dráždivost, aktivita enzymů chloridy 95-105 mmol.l-1 S Na+ udržování osmotického tlaku, stálého objemu a pH mimobuněčné tekutiny HCO3- 24-35 mmol.l-1 Transport CO2, součást nárazníkového systému - pH mimobuněčné tekutiny anorg. fosfor Nárazníkový systém (pH mimobuněčné tekutiny) železo-více muži 17-24 µmol.l-1 Tvorba hemoglobinu, oxidativních enzymů jód 270-620 nmol.l-1 Hormony štítné žlázy měď-více ženy 11-24 µmol.l-1 Součást enzymů, krvetvorba

Plasmatické bílkoviny bílkovina % z celkové bílkoviny zdroj funkce Albumin Globulin a b g Fibrinogen 60% 36% 4% játra lymfoidní tkáň Viskozita krve Osmotický tlak Transport tuku a v tucích rozpustných vitamínů Protilátky Srážení krve

Ostatní organické látky v plasmě látka koncentrace význam Tuky 4-10 g.l-1 Triglyceridy, fosfolipidy, celkový cholesterol, volné mastné kyseliny Vazba na lipoproteiny (HDL, LDL, VLDL, IDL) Ketolátky Aceton-0,05 mmol.l-1 Zvýšené odbourávání tuků Amoniak 0,06-0,18 mmol.l-1 Desaminace aminokyselin Glukóza 3,3-6,6 mmol.l-1 Dynamická rovnováha mezi příjmem a spotřebou glukózy Významné pro mozek Laktát 0,5-2,2 mmol.l-1 Při anaerobní glykolýze Bilirubin 1,7-17,4 µmol.l-1 Při odbourávání hemoglobinu Dusíkaté látky nebílkovinné 0,2-0,4 g.l-1 Tvoří jej močovina, kyselina močová, kreatin a kreatinin - vylučují se močí Aminokyseliny Hormony, vitamíny, enzymy Obvykle vázané na bílkovinné nosiče

Nárazníkové systémy krve pH krve = 7,4 ± 0,04 Nárazníkové systémy: Bikarbonátovy systém HCO3- + H+ (vyloučí se ledvinami) H2CO3 H2CO3 H2O + CO2 (vydýchá se) Hemoglobinový systém Oxyhemoglobin – váže méně H+ V plicích Hb oxygenuje uvolňuje H+, ten s HCO3- H2CO3 Proteinový nárazník Plasmastické bílkoviny – při normálním pH vážou H+ Fosfátový systém HPO42- je akceptorem H+ H2PO4-

Erytrocyty – červené krvinky nosiči hemoglobinu, bezjaderné tvar bikonkávních disků (součet povrchů erytrocytů v těle = 3 820 m2) fyziologická anizocytóza, výrazná deformovatelnost erytrocytů (kapiláry) žijí cca 120 dní, pocházejí z kostní dřeně (v dospělosti) u mužů 5.1012 erytrocytů v 1 litru krve, u žen 4,8.1012.l-1 plasmatická membrána hemoglobin Obr. č.2

Metabolismus erytrocytu nemá schopnost tvořit bílkoviny a hem ztrácí většinu schopností aerobního metabolismu hlavní funkce: transport dýchacích plynů glutathion – v redukované formě – chrání erytrocyt před oxidačním poškozením energii potřebují pro: udržení tvaru a funkce membránového skeletu udržení hemoglobinu ve funkční podobě zachování nízkého Na+ a Ca2+ a vysokého K+ uvnitř buňky tvorba energie – především anaerobní glykolýzou tvorba 2,3-di(bi)fosfoglycerátu afinity hemoglobinu k O2

Transport O2 krví Hemoglobin (Hb) = červené krevní barvivo Fe2+ - každé ze 4 atomů železa váže 1 molekulu O2 (= oxygenace – železo zůstává dvojmocné = Fe2+) oxyhemoglobin (Hb4O8) – Hb s navázaným O2 deoxygenace (redukovaný Hb) – hemoglobin bez kyslíku 1 g Hb obsahuje 1,39 ml O2 v krvi: 160 g.l-1 u mužů (140 g.l-1 u žen) Hb Obr. č.3

Typy hemoglobinu Embryonální hemoglobin řetězce e, a, g, z Fetální hemoglobin a1, a2, g1, g2 řetězce váže 2,3-DPG méně než dospělý = je více navázáno O2 než u dospělého Hemoglobin dospělého a1, a2, b1, b2 řetězce redukovaný (deoxygenovaný) Hb oxyhemoglobin (s O2) karbaminohemoglobin (s CO2) karboxyhemoglobin (s CO) Obr. č.4

2,3-DPG a afinita Hb k O2 2,3 difosfoglycerát (2,3-DPG) – tvoří se v erytrocytech) HbO2 + 2,3-DPG Hb-2,3-DPG + O2 větší uvolnění O2 ve tkáních Jeho tvorba se mění: pH = 2,3-DPG hormony štítné žlázy, androgeny, tělesná zátěž, hypoxie = 2,3-DPG glukózo-6P 1,3-difosfoglycerát 2,3-difosfoglycerát 3-fosfoglycerát pyruvát

Vazebná (disociační) křivka hemoglobinu pro O2 Množství transportovaného O2 hemoglobinem závisí na: koncentraci hemoglobinu v krvi pO2 molekula hemoglobinu (ze 4 podjednotek, každá obsahuje hem pro navázání 1 molekuly O2) deoxyhemoglobin – má nejnižší afinitu k O2 – s každou další navázanou molekulou O2 afinita Hb k O2 stoupá saturace Hb O2 (%) pO2 (torr) Obr. č.5

Vliv pH na afinitu Hb k O2 oxyhemoglobin snížené pH (kyselé prostředí – pH = 7,20) klesá afinita hemoglobinu k O2, křivka se stává plošší zvýšené pH (zásadité prostředí – pH 7,60) zvyšuje se afinita k O2, křivka se posouvá doleva oxyhemoglobin (%) pO2 (torr) Obr. č.6

Vliv teploty na afinitu Hb k O2 oxyhemoglobin (%) se zvyšující se teplotou se snižuje afinita k O2 V plicích, kde klesá pCO2 a teplota, stoupá pH = usnadněná vazba kyslíku Ve tkáních stoupá pCO2 i teplota a pH klesá = snadněji se uvolňuje kyslík do tkání pO2 (torr) Obr. č.7

Transport CO2 krví fyzikálně rozpuštěný (malý podíl) – 12% navázaný na bílkoviny (karbaminohemoglobin) 11% HCO3- CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+ tato reakce je v plasmě pomalá je 10 000krát rychlejší v erytrocytech – 27% membrána erytrocytů je pro HCO3- propustná HCO3- do plasmy – 50% za HCO3- do erytrocytů Cl- (= chloridový posun) erytrocyty „nasávají“ vodu (zvětšují svůj objem)

Erytrocyt a CO2 Cl- CO2 CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+ HHb Hb- + H+ Obr. č.8

Morfologie erytropoezy nepohyblivý oddíl = erytroblasty a retikulocyty v kostní dřeni cirkulující oddíl = retikulocyty a zralé erytrocyty erytrocyty žijí 120 dní ve starých erytrocytech – pokles tvorby energie = „metabolická smrt“ - jsou fagocytovány ve slezině a játrech pluriponentní kmenová buňka unipotentní kmenová buňka normoblasty retikulocyty erytrocyty Obr. č.9

Ontogeneze erytropoeze kostní dřeň žloutkový vak u embrya – začíná krvetvorba ve 2.-3. týdnu (žloutkový vak – embryonální hemoglobin) 6. týden – játra (12 týden – slezina) – fetální hemoglobin 20. týden – začíná kostní dřeň (hemoglobin dospělého) játra slezina krvetvorná kostní dřeň u dospělého Obr. č.10 a 11

Zánik erytrocytů a hemoglobinu Ve slezině a játrech – působení lyzosomálních enzymů makrofágů na erytrocyty dochází k uvolnění Hb globin na AMK hem (hemoxygenáza) biliverdin, CO2 a Fe bilirubin na transferin (žlučové barvivo) (další krvetvorba) po odštěpení kys.glukuronová Obr. č.12

Substráty pro erytropoezu Aminokyseliny (globin + nosiče) Železo Měď - nezbytné transferin) Kobalt – součást vitamínu B12 – zvyšuje tvorbu erytropoetinu B12 – tvorba nukleových kyselin, význam pro tvorbu metabolicky aktivní formy kyseliny listové B6 – metabolismus aminokyselin B2 – pro normální funkci a přežití erytrocytů C – nespecifická funkce Železo hemové (ferro forma – Fe2+) Železo transportní a zásobní (ve vazbě na bílkoviny – ferri forma – Fe3+) Transportní železo – vázané na transferin Zásobní železo (je více u mužů) – v makrofázích sleziny, játrech

Seznam publikací, ze kterých byly použity obrázky Obr. č.1 – Fox S.I.: Human Physiology. The McGraw-Hill Companies. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.2 – Carola R. et al.: Human Anatomy. The McGraw-Hill Companies. 1992. ISBN 0-07-010527-8 Obr. č.3 - Van De Graaff K.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-23667-0 Obr. č.4 – Trojan S. et al.: Fyziologie. Učebnice pro lékařské fakulty. Avicenum Praha. 1988. ISBN 08-027-87 Obr. č.5 - Fox S.I.: Human Physiology. The McGraw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.6 - Fox S.I.: Human Physiology. The McGraw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.7 - Mader S.S.: Human Biology. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-290584-0 Obr. č.8 – Ganong W.F.: Lékařská fyziologie. H+H. 1993. ISBN 80-85787-36-9 Obr. č.9 - Trojan S. et al.: Fyziologie. Učebnice pro lékařské fakulty. Avicenum Praha. 1988. ISBN 08-027-87 Obr. č.10 - Trojan S. et al.: Fyziologie. Učebnice pro lékařské fakulty. Avicenum Praha. 1988. ISBN 08-027-87 Obr. č.11 - Trojan S. et al.: Fyziologie. Učebnice pro lékařské fakulty. Avicenum Praha. 1988. ISBN 08-027-87 Obr. č.12 - Trojan S. et al.: Fyziologie. Učebnice pro lékařské fakulty. Avicenum Praha. 1988. ISBN 08-027-87